Вот такой комментарий пришёл к моей статье "Топ 5 раций для леса":
Дальность связи это не величина определяемая путем колдовства или шаманства, а это величина, которая получается путем решения системы уравнений, в которую подставляется выходная мощность передатчиков, чувствительность приемников, ограниченная шумами, коэффициент усиления антенн и еще несколько факторов. Нам интереснее всего поговорить о коэффициенте усиления антенн, т.к. все остальные параметры у доступных простым людям раций примерно одинаковы. И так, прикинем.
Сначала вспомним, что палка длиной в четверть волны имеет коэффициент усиления 0 дБ или 2,15 дБi, обязательно обращаем внимание на буковку "i", обозначающую изотропный излучатель, относительно которого дается такой Кус. Изотропный излучатель - это некая умозрительная антенна, которой на самом деле нет, что-то типа "китайских ваттов". Далее мы будем оперировать обычными дБ, чтоб не умничать и не путаться.
Длина волны СиБи 27 МГц = 11 метров, четверть длины волны = 2,75 метра, антенны короче 2,75 метра с точки зрения физики - дрянь, никакого коэффициента усиления у них нет, есть сплошное затухание , и не важно, 2 метра она, или 1,5 метра. А геморроя больше с длинной. В общем, какую СиБи антенну не поставь - дела не важные.
На 144 МГц уже веселее: длина волны = 2 метра, четверть = 50 см. Поставить легче, можно даже коллинеарную антенну 2 х 1/4 соорудить, будет метр высоты и при этом +3 дБ, все равно что мощность в два раза подняли, уже прибавка пошла.
На 433 МГц там длина волны 70 см, четверть = 17,5 см, метровая палка получается уже что-то совсем серьезное, типа 5 х 1/4, тут уже можно около 6 дБ снять, считай в 4 раза моща выросла. И все это при равных габаритах антенны!
А на портативных радиостанциях все вышеописанное еще актуальнее, потому что антенна в 17,5 см на СиБи портативке это ерунда, а на портативке на 433 МГц антенна 17,5 см - это самая настоящая полноценная антенна.
Т.е. чем выше частота, тем эффективнее антенную систему можно сделать в тех же габаритах. А всякие глупости, что в лесу лучше 144 мГц, на рыбалке 433 мГц, в горах 27 МГц - лучше забыть. Менты и прочие службы постоянно лезут вверх по частотам, уже на 800 МГц залезли во всякие ТЕТРЫ, а сотовые телефоны за 2 ГГц ушли, и ничё так звонят себе, хоть в лесу, хоть в поле.
Давайте - "без колдовства и шаманства" - разберёмся в особенностях радиосвязи в условиях плотного леса (с обилием листвы и хвои) и перепадов высот.
Для этого по пунктам разберём приведённый выше комментарий.
Дальность связи это не величина определяемая путем колдовства или шаманства, а это величина, которая получается путем решения системы уравнений, в которую подставляется выходная мощность передатчиков, чувствительность приемников, ограниченная шумами, коэффициент усиления антенн и еще несколько факторов.
В идеальных условиях чистого ровного поля (без неровностей рельефа, без препятствий, без источников электромагнитных помех (природных, обусловленных солнечной и грозовой активностью, и техногенных) при использовании антенн с круговой диаграммой направленности действительно есть формула, по которой можно определить дальность связи. Это известная уже много десятилетий формула Фрииса:
И - в полную противоположность мнению автора комментария - дальность связи согласно этой формуле прямо пропорциональна длине радиоволны в метрах (чем ниже частота в МГц - тем больше длина волны в метрах).
Т.е. при одинаковом коэффициенте усиления антенн дальность связи в идеальных условиях выше на низких частотах.
Другое дело, что антенны с одинаковым коэффициентом усиления на низких частотах гораздо больше по габаритам (но на этом я остановлюсь ниже).
Создать формулу, точно описывающую дальность радиосвязи в зависимости от параметров радиостанции и антенн в условиях плотного леса с густым подлеском и обилием зелени, да ещё и со значительными перепадами высот - невозможно из-за огромного числа заранее неизвестных факторов.
Но в таких условиях главную роль играют два фактора (и оба - на стороне низкочастотных диапазонов):
- поглощение энергии радиоволны плотной листвой, хвоей, корой, ветками и стволами деревьев из-за спектра поглощения воды (входящей в их состав) резко возрастает с частотой. Например, американцы как-то измерили, что на расстоянии, котором на частоте 30 МГц энергия радиоволны поглощается плотной листвой на 48 дБ - на частоте 100 МГц поглощение уже 86 дБ. А с дальнейшим ростом частоты поглощение усиливается ("эффект микроволновки" - на высоких частотах подавляющая часть энергии высокочастотных радиоволн уходит на тепловой разогрев воды, входящей в состав листвы-хвои-коры деревьев). Т.е. пытаться работать в условиях плотного леса на высоких частотах бессмысленно (дальность связи будет очень низкой - если нет установленного с высоко поднятой антенной ретранслятора). Поэтому мнение автора комментария, что " Менты и прочие службы постоянно лезут вверх по частотам, уже на 800 МГц залезли во всякие ТЕТРЫ, а сотовые телефоны за 2 ГГц ушли, и ничё так звонят себе, хоть в лесу, хоть в поле" - это его личное мнение, не имеющее отношения к реальной ситуации при осуществлении радиосвязи в плотном лесу. Высокочастотные решения хороши для радиосвязи в городе - но не в лесу.
- Дифракция проявляется, когда размеры препятствия не превышают длину волны, если препятствие меньше половины длины волны - то радиоволна может обогнуть препятствие достаточно эффективно. В диапазоне 27 МГц длина волны 11 метров - поэтому достаточно эффективно огибаются препятствия 5-6 метров (значительные неровности рельефа, плотные группы деревьев). В диапазоне 136-174 МГц - длина волны 2 метра (одиночные деревья и незначительные неровности рельефа огибаются). А в диапазоне 400-520 МГц длина волны 0,6-0,7 м - тут и одиночное дерево с диаметром ствола 30-35 см обогнуть радиоволне сложно.
Теперь по поводу глубокомысленного размышления комментатора об эффективности укороченных антенн:
Длина волны СиБи 27 МГц = 11 метров, четверть длины волны = 2,75 метра, антенны короче 2,75 метра с точки зрения физики - дрянь, никакого коэффициента усиления у них нет, есть сплошное затухание , и не важно, 2 метра она, или 1,5 метра. А геморроя больше с длинной. В общем, какую СиБи антенну не поставь - дела не важные.
На 144 МГц уже веселее: длина волны = 2 метра, четверть = 50 см. Поставить легче, можно даже коллинеарную антенну 2 х 1/4 соорудить, будет метр высоты и при этом +3 дБ, все равно что мощность в два раза подняли, уже прибавка пошла.
На 433 МГц там длина волны 70 см, четверть = 17,5 см, метровая палка получается уже что-то совсем серьезное, типа 5 х 1/4, тут уже можно около 6 дБ снять, считай в 4 раза моща выросла. И все это при равных габаритах антенны!
Да, компактная антенна в диапазоне 27 МГц имеет гораздо большую степень укорочения относительно четвертьволновой, что даёт коэффициент усиления гораздо меньший, чем компактные антенны в высокочастотных диапазонах.
Но поглощение энергии радиоволн плотной листвой/ хвоей/ корой / ветками/ стволами на десятки дБ сильнее на высоких частотах, чем на низких - что с большим запасом компенсирует (при работе в условиях плотного леса с обилием зелени) меньшую эффективность компактных антенн на низких частотах.
И есть ещё важный нюанс - полоса эффективности/ резонансное усиление укороченной антенны.
В диапазоне VHF 136-174 МГц (и тем более в UHF 400-520 МГц) производители вынуждены - чтобы не спалить передатчик - делать широкополосные антенны (38 МГц в диапазоне VHF и 120 МГц в UHF)с низким резонансным усилением.
А в диапазоне 27 МГц (который занимает узкий участок спектра - разрешённые частоты от 26,960 до 27,405 МГц) Конструкторское Бюро Беркут укомплектовывает радиостанции своего производства эффективными узкополосными антенными с высоким резонансным усилением (резонансное усиление по частоте около 15 дБ).
В этой связи (демонстрация эффективности укороченных антенн производства КБ Беркут относительно импортных аналогов - антенн портативных радиостанций диапазона 27 МГц) показателен тест независимого радиоблогера Алексея Игонина:
Алексей Игонин очень не любит портативных радиостанций диапазона 27 МГц (о чём не забывает сказать в каждом своём тесте подобных раций). Поэтому в его исполнении этот тест особенно показателен. Тогда как считающаяся лучшей среди импортных портативных Си-Би (27 МГц) радиостанций Stabo xh9006e (она же President Randy II) со штатной 20-см антенной при передаче обеспечила 0 "кубиков" на шкале принимающей базовой радиостанции - Штурман-90 производства КБ Беркут со штатной 30 см антенной обеспечил 3/5 "кубиков" (без противовеса/ с установленным противовесом).
А на портативных радиостанциях все вышеописанное еще актуальнее, потому что антенна в 17,5 см на СиБи портативке это ерунда, а на портативке на 433 МГц антенна 17,5 см - это самая настоящая полноценная антенна.
Приведу - без особых комментариев - тест работы в лесу средней плотности и с ровным рельефом в месте проведения теста (т.е. более-менее благоприятных условиях и для высокочастотных раций - при работе в местности с большими перепадами высот "разрыв" в дальности связи только бы усилился.
В этом тесте рация Штурман-180 диапазона 27 МГц с 14-см антенной стабильно работала, а вот связи на частоте 433 МГц с "настоящей полноценной антенной 17,5 см" попросту не было на последней точке:
Этот тест получил бы продолжение, если бы не началась гроза.
Когда я отошёл метров на 300-400 в сторону (расстояние до машины с репитерами было по-прежнему около 3 км, но рельеф местности был уже сложный - связь из низины, между точками связи - возвышенность) рации в диапазона 145 МГц и 433 МГц вообще не работали - ни со штатными компактными, ни с удлинёнными 36/48 см антеннами. А Штурман-180 с компактной 14-см антенной продолжал работать как ни в чём ни бывало (к сожалению, снять не успел - работу Штурмана проверял уже под начавшимся ливнем - было не до съёмок; но работу высокочастотных раций снять успел):
В заключение приведу несколько тестов работы радиостанций разных диапазонов частот в разных условиях связи (лес везде присутствует, разумеется - но разный рельеф, разные расстояния, разные антенны, разные условия по техногенным электромагнитным помехам):
Посетите сайте отечественного разработчика и производителя средств радиосвязи - Конструкторского Бюро Беркут, ставьте "лайки" и подписывайтесь на наш канал в Дзене.
Спасибо!